本發(fā)明涉及煤粉鍋爐燃燒領(lǐng)域，尤其涉及一種煤粉鍋爐燃燒后飛灰可燃物含量在線預(yù)測方法。

背景技術(shù)：

煤粉鍋爐燃燒后飛灰可燃物的大小反映了煤粉燃燒的完全程度，直接影響鍋爐效率，電廠將其作為日常監(jiān)督的一個(gè)重要指標(biāo)，每天或每班進(jìn)行飛灰取樣，并送實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行可燃物含量的分析。

由于實(shí)驗(yàn)室分析存在較大的時(shí)間滯后性，不便于及時(shí)用于鍋爐的燃燒調(diào)整，而實(shí)現(xiàn)飛灰可燃物的在線測量可以用來指導(dǎo)鍋爐的在線調(diào)整，其技術(shù)不斷取得發(fā)展。飛灰可燃物的在線測量技術(shù)主要有兩類：

一是飛灰可燃物的儀器直接測量技術(shù)，包括微波法，如專利ZL201510102938.9，ZL200880118265.4，ZL201110082464.8等,其原理是利用微波吸收來進(jìn)行含碳量的測量，是目前應(yīng)用最多的測量技術(shù)，但測量結(jié)果受煤種影響較大；光譜法，如專利ZL201310332098.6，ZL201510623972.0等，其原理主要是采用激光或脈沖放電激發(fā)等離子體，然后分析其發(fā)射的光譜進(jìn)行含碳量分析，該類技術(shù)目前尚處于研究階段；灼燒失重法，如專利ZL200710190039.4，ZL201520475725.6，ZL201610126404.0等，其原理主要是將飛灰在線取樣并進(jìn)行灼燒，然后稱重得到飛灰可燃物，該技術(shù)的測量周期約20分鐘，仍難以完全滿足在線測量和實(shí)時(shí)燃燒優(yōu)化控制的要求。

二是飛灰可燃物的軟測量技術(shù)，ZL201210234724.3提供了一種基于改進(jìn)支持向量機(jī)的鍋爐飛灰含碳量軟測量方法，方法基于粒子群算法對支持向量回歸進(jìn)行參數(shù)尋優(yōu)，選取了影響回歸模型有效性的兩個(gè)參數(shù)，首先通過傳感器采集相關(guān)輔助變量的值，并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理，根據(jù)過去6小時(shí)的歷史數(shù)據(jù)辨識出支持向量回歸模型的兩個(gè)主要參數(shù)以確定飛灰含碳量軟測量模型，并根據(jù)歷史數(shù)據(jù)的更新每小時(shí)更新一次軟測量模型，將實(shí)時(shí)測量的輔助變量值輸入建立好的軟測量模型即可得到飛灰含碳量輸出值。該方法建模復(fù)雜，難以真正取得實(shí)際應(yīng)用，

相關(guān)文獻(xiàn)，如《基于預(yù)數(shù)值計(jì)算的鍋爐飛灰可燃物含量建模》、《電站鍋爐飛灰含碳量在線軟測量模型算法》等，均涉及到復(fù)雜的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型算法，難以應(yīng)用于現(xiàn)場的在線預(yù)測。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種煤粉鍋爐燃燒后飛灰可燃物含量的在線預(yù)測方法，包括：

根據(jù)燃燒理論，預(yù)測飛灰可燃物的因素包括：煤種、低位熱值、運(yùn)行氧量、負(fù)荷、燃盡風(fēng)比例、燃盡時(shí)間、運(yùn)行氧量分布不均勻程度；

通過預(yù)測可燃物因素中的煤種、低位熱值、運(yùn)行氧量、負(fù)荷、燃盡風(fēng)比例、燃盡時(shí)間、運(yùn)行氧量分布不均勻程度，確定鍋爐運(yùn)行的飛灰可燃物大小，飛灰可燃物的預(yù)測模型為公式為；

y＝k1×k2×k3×k4×k5×k6×x^-0.45

其中：

煤種的預(yù)測方式為：

煤種因素分為印尼煤、俄羅斯煤、神華煤、澳洲煤、菲律賓煤、平朔煤、優(yōu)混煤、準(zhǔn)混煤、其它煤，煤種以影響因子k1的形式進(jìn)行飛灰可燃物預(yù)測修正，影響因子k1的值包括：

印尼煤k1＝1.0

俄羅斯煤k1＝1.05

神華煤k1＝1.05

準(zhǔn)混煤k1＝1.10

澳洲煤k1＝1.10

菲律賓煤k1＝1.10

平朔煤k1＝1.15

優(yōu)混煤k1＝1.15

其它煤k1＝1.15；

低位熱值的預(yù)測方式為：

在同樣的煤種和運(yùn)行條件下，燃煤的低位熱值越高，表明其固定碳含量越高，燃盡固定碳所需的時(shí)間就越長，從而會使得飛灰的可燃物升高；低位熱值以影響因子k2的形式進(jìn)行預(yù)測修正；

運(yùn)行氧量的預(yù)測方式為：

運(yùn)行氧量對飛灰可燃物的影響根據(jù)鍋爐變氧量試驗(yàn)結(jié)果得到，根據(jù)飛灰可燃物與氧量的擬合曲線得到：

y＝k3×x^-0.45

其中：x為省煤器出口平均氧量，％；

k3為與負(fù)荷相關(guān)的影響因子；

負(fù)荷的預(yù)測方式為：

根據(jù)運(yùn)行氧量調(diào)整試驗(yàn)以及負(fù)荷與飛灰可燃物的關(guān)系曲線，得到影響因子k3；

燃盡風(fēng)比例的預(yù)測方式為：

在同樣運(yùn)行氧量下，燃盡風(fēng)比例越高，飛灰可燃物越高,燃盡風(fēng)對飛灰可燃物含量的影響通過影響因子k4來反映；

燃盡時(shí)間的預(yù)測方式為：

煤粉進(jìn)入鍋爐的位置決定了煤粉的燃盡時(shí)間，其反映在不同磨煤機(jī)的煤粉燃盡時(shí)間不同，燃盡時(shí)間對飛灰可燃物的影響通過不同磨煤機(jī)對飛灰可燃物的影響因子k5來實(shí)現(xiàn)；k5的選取為：下層磨取0.8，中層磨取1.0，上層磨取1.2；

氧量分布不均勻程度的預(yù)測方式為：

氧量分布越不均勻，燃燒不均勻程度越高，飛灰可燃物越高，氧量分布不均勻程度對飛灰可燃物的影響通過影響因子k6來實(shí)現(xiàn)；其中氧量分布不均勻程度通過鍋爐若干個(gè)氧量測點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差表示，標(biāo)準(zhǔn)差越大，影響因子k6越大，表明飛灰可燃物越高。

從以上技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：

分析影響鍋爐飛灰可燃物的各因素，通過一定的鍋爐燃燒調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合鍋爐燃燒理論分析，得到影響鍋爐飛灰可燃物的影響因子，在保證一定預(yù)測準(zhǔn)確性的前提下，可方便的在鍋爐燃燒外掛控制系統(tǒng)中用邏輯方式實(shí)現(xiàn)，避免了類似神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測的復(fù)雜計(jì)算和建模，因此對鍋爐在線燃燒優(yōu)化控制具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，下面將對描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為飛灰可燃物的低位熱值影響因子k2曲線圖；

圖2為氧量對飛灰可燃物影響(953MW)曲線圖；

圖3為氧量對飛灰可燃物影響(700～800MW)曲線圖；

圖4為氧量對飛灰可燃物影響(500MW)曲線圖；

圖5為負(fù)荷對飛灰可燃物的影響因子k3曲線圖；

圖6為燃盡風(fēng)對飛灰可燃物的影響因子k4曲線圖；

圖7為鍋爐飛灰可燃物分析值和預(yù)測值比較。

具體實(shí)施方式

為使得本發(fā)明的發(fā)明目的、特征、優(yōu)點(diǎn)能夠更加的明顯和易懂，下面將運(yùn)用具體的實(shí)施例及附圖，對本發(fā)明保護(hù)的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而非全部的實(shí)施例?；诒緦＠械膶?shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本專利保護(hù)的范圍。

本發(fā)明提供一種煤粉鍋爐燃燒后飛灰可燃物含量的在線預(yù)測方法，在線預(yù)測方法包括：

根據(jù)燃燒理論，預(yù)測飛灰可燃物的因素包括：煤種、低位熱值、運(yùn)行氧量、負(fù)荷、燃盡風(fēng)比例、燃盡時(shí)間、運(yùn)行氧量分布不均勻程度；

通過預(yù)測可燃物因素中的煤種、低位熱值、運(yùn)行氧量、負(fù)荷、燃盡風(fēng)比例、燃盡時(shí)間、運(yùn)行氧量分布不均勻程度，確定鍋爐運(yùn)行的飛灰可燃物大小，飛灰可燃物的預(yù)測模型為公式為；

y＝k1×k2×k3×k4×k5×k6×x^-0.45

其中：

煤種的預(yù)測方式為：

煤種因素分為印尼煤、俄羅斯煤、神華煤、澳洲煤、菲律賓煤、平朔煤、優(yōu)混煤、準(zhǔn)混煤、其它煤，煤種以影響因子k1的形式進(jìn)行飛灰可燃物預(yù)測修正，影響因子k1的值包括：

印尼煤k1＝1.0

俄羅斯煤k1＝1.05

神華煤k1＝1.05

準(zhǔn)混煤k1＝1.10

澳洲煤k1＝1.10

菲律賓煤k1＝1.10

平朔煤k1＝1.15

優(yōu)混煤k1＝1.15

其它煤k1＝1.15；

低位熱值的預(yù)測方式為：

在同樣的煤種和運(yùn)行條件下，燃煤的低位熱值越高，表明其固定碳含量越高，燃盡固定碳所需的時(shí)間就越長，從而會使得飛灰的可燃物升高；低位熱值以影響因子k2的形式進(jìn)行預(yù)測修正；影響因子k2取值范圍如圖1所示。

運(yùn)行氧量的預(yù)測方式為：運(yùn)行氧量對飛灰可燃物的影響根據(jù)鍋爐變氧量試驗(yàn)結(jié)果得到，如圖2至4為某1000MW機(jī)組鍋爐的變氧量試驗(yàn)結(jié)果，試驗(yàn)的入爐煤種為印尼煤。

運(yùn)行氧量對飛灰可燃物的影響根據(jù)鍋爐變氧量試驗(yàn)結(jié)果得到，根據(jù)飛灰可燃物與氧量的擬合曲線得到：

y＝k3×x^-0.45

其中：x為省煤器出口平均氧量，％；

k3為與負(fù)荷相關(guān)的影響因子；

負(fù)荷的預(yù)測方式為：

根據(jù)運(yùn)行氧量調(diào)整試驗(yàn)以及負(fù)荷與飛灰可燃物的關(guān)系曲線，得到影響因子k3；如圖5所示，為消除負(fù)荷波動(dòng)的影響，負(fù)荷取設(shè)定值。

燃盡風(fēng)比例的預(yù)測方式為：

在同樣運(yùn)行氧量下，燃盡風(fēng)比例越高，飛灰可燃物越高,燃盡風(fēng)對飛灰可燃物含量的影響通過影響因子k4來反映；影響因子k4如圖6所示來取設(shè)定值。

燃盡時(shí)間的預(yù)測方式為：

煤粉進(jìn)入鍋爐的位置決定了煤粉的燃盡時(shí)間，其反映在不同磨煤機(jī)的煤粉燃盡時(shí)間不同，燃盡時(shí)間對飛灰可燃物的影響通過不同磨煤機(jī)對飛灰可燃物的影響因子k5來實(shí)現(xiàn)；k5的選取為：下層磨取0.8，中層磨取1.0，上層磨取1.2；

氧量分布不均勻程度的預(yù)測方式為：

氧量分布越不均勻，燃燒不均勻程度越高，飛灰可燃物越高，氧量分布不均勻程度對飛灰可燃物的影響通過影響因子k6來實(shí)現(xiàn)；其中氧量分布不均勻程度通過鍋爐若干個(gè)氧量測點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差表示，標(biāo)準(zhǔn)差越大，影響因子k6越大，表明飛灰可燃物越高。

通過特定鍋爐不同工況下飛灰可燃物預(yù)測結(jié)果與實(shí)際飛灰可燃物的比較，進(jìn)而調(diào)整各影響因子，可使飛灰可燃物預(yù)測模型最終準(zhǔn)確，圖7為鍋爐飛灰可燃物預(yù)測值與分析值的比較，飛灰可燃物預(yù)測值基本接近飛灰可燃物分析值，表明預(yù)測模型是可靠的。

通過分析影響鍋爐飛灰可燃物的各因素，通過一定的鍋爐燃燒調(diào)整試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合鍋爐燃燒理論分析，得到影響鍋爐飛灰可燃物的影響因子，在保證一定預(yù)測準(zhǔn)確性的前提下，可方便的在鍋爐燃燒外掛控制系統(tǒng)中用邏輯方式實(shí)現(xiàn)，避免了類似神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測的復(fù)雜計(jì)算和建模，因此對鍋爐在線燃燒優(yōu)化控制具有較好的應(yīng)用價(jià)值。

本說明書中各個(gè)實(shí)施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個(gè)實(shí)施例重點(diǎn)說明的都是與其他實(shí)施例的不同之處，各個(gè)實(shí)施例之間相同相似部分互相參考即可。

對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。